説明

基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法

【課題】多層化した際にビアと配線層とを強固に接合することができる基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂層100と、樹脂層100の上面に埋設された配線層101〜107と、樹脂層100の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層102,106に一端が接触し且つ樹脂層100の下面から他端が露出した半硬化状態のビア108,109とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品を実装するための基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子機器の小型化、薄型化及び高機能化に伴って、電子機器に組み込まれる電子部品も小型化が進み、電子部品を実装する配線板(プリント配線板)の配線も微細化されてきている。同時に、情報関連機器では、信号周波数の広帯域化に対応して、部品間を連結する配線の短距離化が求められている。このため、高密度、高性能を達成するための配線板の多層化が必要不可欠となっている。
【0003】
配線の微細化のために、樹脂の射出成形により溝を有する基材を得て、同溝を導電性ペーストで充填させた片面基板及び両面基板を積層させた多層基板が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
また、金型を用いて樹脂に凹型パターンを転写し、導電材料で同溝を充填しパターニングすることで配線パターンを得る手法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0005】
また、配線形成用の凸型パターンとビア形成用の凸型パターンを積み重ねた二段形状を有する金型を用いて樹脂に凹型パターンを転写し、導電材料で同溝を充填し、パターニングする手法が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
【0006】
また、パターン形成板を用いて金属薄膜を絶縁層に転写した後、レーザーによりビアホールを形成し、めっきにて充填する手法が知られている(例えば、特許文献4参照。)。
【0007】
また、導体パターンを絶縁層の両面に埋め込み、その後にビアホールを形成しめっきにて充填する手法が知られている(例えば、特許文献5参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2001−244609号公報
【特許文献2】特開2001−320150号公報
【特許文献3】特開2005−108924号公報
【特許文献4】特開2006−196768号公報
【特許文献5】特開2008−277737号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、配線層が埋設された複数の基材を積層して多層化させた際に、ビアと配線層とを強固に接合することができないという問題があった。
【0010】
上記問題点を鑑み、本発明は、多層化した際にビアと配線層とを強固に接合することができる基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様によれば、樹脂層と、樹脂層の上面に埋設された配線層と、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層に一端が接触し且つ樹脂層の下面から他端が露出した半硬化状態のビアとを備える基材が提供される。
【0012】
本発明の一態様に係る基材において、配線層の材料とビアの材料とが異なっていても良い。
【0013】
本発明の一態様に係る基材において、配線層とビアとの間に形成された合金層を更に備えていても良い。
【0014】
本発明の一態様に係る基材において、配線層のビアと接合する表面の算術平均粗さが1μm以下であっても良い。
【0015】
本発明の一態様に係る基材において、樹脂層の下面に配置された接着層を更に備えていても良い。
【0016】
本発明の他の一態様によれば、複数の基材を積層した配線板であって、複数の基材の少なくとも一つが、樹脂層と、樹脂層の上面に埋設された配線層と、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層に一端が接合され、樹脂層の下面側に積層された他の基材の配線層に他端が接合されたビアとを備える配線板が提供される。
【0017】
本発明の他の一態様に係る配線板において、複数の基材の間にそれぞれ配置された接着層を更に備えていても良い。
【0018】
本発明の更に他の一態様によれば、凸部を有する金型と樹脂層を用意する工程と、凸部を樹脂層の上面に圧入し、樹脂層に凹部を形成する工程と、金型を樹脂層から離型する工程と、凹部に導電材料を充填及び焼結することにより樹脂層の上面に配線層を埋設する工程と、樹脂層の下面に、配線層の一部が露出するように開口部を形成する工程と、開口部に、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する工程とを含む基材の製造方法が提供される。
【0019】
本発明の更に他の一態様に係る基材の製造方法において、半硬化状態の導電材料を充填する工程は、樹脂層の下面から導電材料の先端を突出させることを含んでいても良い。
【0020】
本発明の更に他の一態様に係る基材の製造方法において、配線層を埋設する工程において導電材料の余剰部分が形成された場合、配線層を埋設する工程の後に、余剰部分を除去する工程を更に含んでいても良い。
【0021】
本発明の更に他の一態様によれば、凸部を有する金型と樹脂層を用意する段階と、凸部を樹脂層の上面に圧入し、樹脂層に凹部を形成する段階と、金型を樹脂層から離型する段階と、凹部に導電材料を充填及び焼結することにより樹脂層の上面に配線層を埋設する段階と、樹脂層の下面に、配線層の一部が露出するように開口部を形成する段階と、開口部に、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する段階により、基材を作製する工程と、基材を少なくとも一つ含む複数の基材を積層する工程と、軟化温度以上の温度で複数の基材を加熱しながら複数の基材を圧着するとともに、半硬化状態のビアを硬化させ、配線層と接合させる工程とを含む配線板の製造方法が提供される。
【0022】
本発明の更に他の一態様に係る配線板の製造方法において、複数の基材を圧着する工程は、配線層とビアとの間に合金層を形成しても良い。
【0023】
本発明の更に他の一態様に係る配線板の製造方法において、配線層を埋設する工程と、開口部を形成する工程の間に、樹脂層の下面に接着層を形成する工程を更に含んでいても良い。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、多層化した際にビアと配線層とを強固に接合することができる基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施の形態に係る基材の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を説明するための図2に引き続く工程断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を説明するための図3に引き続く工程断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を説明するための図4に引き続く工程断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を説明するための図5に引き続く工程断面図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を説明するための図6に引き続く工程断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る配線板の一例を示す断面図である。
【図9】本発明の実施の形態に係る配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図10】本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図11】本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図12】本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図13】本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板の一例を示す断面図である。
【図14】本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図15】本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板の一例を示す断面図である。
【図16】本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図17】本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材の一例を示す断面図である。
【図18】本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図19】本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明するための図18に引き続く工程断面図である。
【図20】本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明するための図19に引き続く工程断面図である。
【図21】本発明の実施の形態の第5の変形例に係る配線板の一例を示す断面図である。
【図22】本発明の実施の形態の第5の変形例に係る配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態及び第1〜第5の変形例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0027】
また、以下に示す実施の形態及び第1〜第5の変形例は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【0028】
(基材の構造)
本発明の実施の形態に係る基材は、図1に示すように、樹脂層100と、樹脂層100の上面に埋設された配線層101〜107と、樹脂層100の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層102,106に一端がそれぞれ接触し、樹脂層100の下面から他端がそれぞれ露出した半硬化状態のビア108,109とを備える。
【0029】
ここで、樹脂層100の軟化温度とは、樹脂層100が軟化し始める温度である熱変形温度又はガラス転移温度を意味する。熱変形温度とは、試験法規格で規定された荷重を与えた状態で、試料の温度を上げていき、たわみの大きさが一定の値になる温度をいう。ガラス転移温度とは、物質が温度の降下により急激にその粘度を増し、ほとんど流動性を失って非晶質固体となる変化をするときの温度をいう。軟化温度として熱変形温度又はガラス転移温度のいずれを採用するかは適宜選択可能である。
【0030】
ビア108,109は直径30μm程度、高さ15μm程度である。配線層101〜107のラインパターン部分の線幅は1μm〜10μm程度、高さは3μm〜10μm程度である。樹脂層100の厚さは、10μm〜25μm程度である。
【0031】
樹脂層100の材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化前の半硬化状態の熱硬化性樹脂、又は熱可塑性ポリイミド、ポリオレフィン若しくは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂が使用可能である。樹脂層100の軟化温度は、例えば240℃〜300℃程度である。
【0032】
ビア108,109の材料としては、導電性ペースト又は導電性インク等の導電材料が使用可能である。導電性ペーストとしては、例えばニッケル(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、タングステン(W)等から選択される少なくとも1種類の低電気抵抗の金属粒子と、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)から選択される少なくとも1種類の低融点金属粒子を含み、更に錫(Sn)を成分として含有し、エポキシ、アクリル又はウレタン等を主成分とするバインダ成分を混合したペースト(メタライズペースト)が使用可能である。この導電性ペーストは、常温で半硬化(未硬化を含む。)の軟質状態にあり、熱処理等により完全に硬化するとともに接着機能を果たす。この導電性ペーストは、錫(Sn)と低融点金属が200℃以下で溶融し合金を形成することができる。特に、銅(Cu)や銀(Ag)等とは金属間化合物を形成する。
【0033】
更に、ビア108,109の材料として、粒子径がナノレベルの金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)又はニッケル(Ni)等のフィラーが、エポキシ、アクリル又はウレタン等を主成分とするバインダ成分に混合されたナノペーストが使用可能である。
【0034】
更に、ビア108,109の材料として、銀(Ag)、銅(Cu)又はニッケル(Ni)等の粒子が、エポキシ、アクリル又はウレタン等を主成分とするバインダ成分に混合されたペースト(粉体接触型ペースト)を用いることもできる。このペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続をする。
【0035】
ビア108,109は焼結していない半硬化状態を有する。ビア108,109の焼結温度は、樹脂層100の軟化温度以下であり、例えば180℃〜240℃程度である。
【0036】
配線層101〜107の材料としては、上述したビア108,109の材料と同様の材料が使用可能である。配線層101〜107の焼結温度は、樹脂層100の軟化温度以下であり、例えば180℃〜240℃程度である。配線層102,106のビア108,109と接する下面の算術平均粗さRaは、1.0μm以下程度が好ましく、0.1μm以下程度がより好ましい。
【0037】
ビア108,109及び配線層101〜107は、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。例えば、ビア108,109として銅(Cu)を含有するナノペーストを使用し、配線層101〜107として錫(Sn)を含有するペーストを使用した場合、ビア108,109と配線層102,106との間にCuSn又はCuSn等の組成からなる合金層(金属間化合物層)がそれぞれ形成される。これにより、ビア108,109と配線層102,106とをそれぞれ強固に接合することができる。
【0038】
本発明の実施の形態に係る基材によれば、図1に示した基材を少なくとも一つ含む複数の基材を積層し多層化する際に、配線層102,106とビア108,109との間、及びビア108,109と下層の基材の配線層との間をそれぞれ強固に接合することができる。
【0039】
更に、配線層101〜107の上面の高さが、樹脂層100の上面の高さと略一致しているので、多層化した際に平坦に積層することができる。
【0040】
(基材の製造方法)
次に、本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を、図2〜図7を用いて説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり特に限定されるものではなく、種々の製造方法により製造することが可能である。
【0041】
(イ)図2に示すように、金型(モールド)5及び樹脂層100を用意する。金型5は、支持部50と、支持部50に設けられ、配線層101〜107を形成するための凸部51〜57を有する。凸部51〜57のパターンのピッチや材質は必要に応じて適宜変更することが可能である。金型5の材料としては、シリコン(Si)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等が使用可能である。また、金型5の表面には市販のフッ素系シランカップリング剤等の離型剤で離型処理を施しておいてもよい。本発明の実施の形態では、最小ライン/スペースが5μm/5μm、高さ5μmのパターンを有し、シリコン(Si)からなる金型5を用意した。一方、樹脂層100の材料としては、エポキシ樹脂等の半硬化状態の熱硬化性樹脂、又は熱可塑性ポリイミド、ポリオレフィン若しくは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂等が使用可能である。本発明の実施の形態においては、厚さ25μmの熱可塑性ポリイミドからなる樹脂フィルムを用意した。
【0042】
(ロ)図3に示すように、樹脂層100の軟化温度以上の温度(例えば240℃〜300℃程度)で樹脂層100を加熱して金型5を樹脂層100に圧入する。これにより、樹脂層100の上面に凸部51〜57が転写され、凹部61〜67が形成される。その後、樹脂層100が軟化する温度以下に冷却し、図4に示すように樹脂層100から金型5を離型する。
【0043】
(ハ)図5に示すように凹部61〜67にスパッタや無電解めっきにてシード層を形成し、シード層に給電して電解めっきにより凹部61〜67に導電材料を充填することにより、配線層101〜107を形成する。なお、導電性ペーストを印刷することで導電材料を充填し、導電材料の焼結温度以上の温度(例えば180℃〜240℃程度)で焼結することにより配線層101〜107を形成してもよい。
【0044】
(ニ)図5に示すように凹部61〜67からはみ出し樹脂層100の表面を覆うような導電材料の余剰部分110がある場合、この余剰部分110を研磨又はエッチング等により除去する。この結果、図6に示すように配線層101〜107が埋設された樹脂層100が得られる。なお、導電材料の充填条件を最適化する等により、余剰部分110が形成されない場合、この工程を省略することができる。
【0045】
(ホ)図7に示すように、樹脂層100の下面の所定の位置にレーザーにより開口部(ビアホール)68,69を形成する。レーザーとしては、エキシマレーザー、炭酸(CO)レーザー、UVレーザー等を用いることができる。本発明の実施の形態では、紫外線(UV)レーザーにより直径30μmの開口部68,69を形成した。レーザー加工によりスミアが発生する場合は、薬液によるウェットデスミアやCFプラズマ等によるドライデスミアを実施しても良い。なお、レーザー加工の代わりに、ドリルやエッチングにより開口部68,69を形成しても良い。
【0046】
(ヘ)スクリーン印刷やインクジェット工法により、樹脂層100の軟化温度(例えば240℃〜300℃程度)以下の焼結温度(例えば180℃〜240℃程度)を有する半硬化状態の導電材料を開口部68,69に充填することにより、図1に示すように配線層102,106にそれぞれ接触する半硬化状態のビア108,109をそれぞれ形成する。この結果、図1に示した基材が得られる。
【0047】
本発明の実施の形態に係る基材の製造方法によれば、複数の基材を積層して多層化する際に、ビア108,109と配線層102,106との間及びビア108,109と下層の基材の配線層との間をそれぞれ強固に接合することができる基材を製造することが可能となる。
【0048】
(配線板の構造)
本発明の実施の形態に係る配線板は、図8に示すように、第1〜第4の基材1〜4を備える。
【0049】
第1の基材1は、第1の樹脂層10と、第1の樹脂層10の上面に埋設された第1の配線層11〜17を備える。
【0050】
第2の基材2は、第1の樹脂層10上に配置された第2の樹脂層20と、第2の樹脂層20の上面に埋設された第2の配線層21〜27と、第2の樹脂層20を貫通し、第1の配線層12,16及び第2の配線層22,26にそれぞれ接合された第1のビア28,29を備える。
【0051】
第3の基材3は、第2の樹脂層20上に配置された第3の樹脂層30と、第3の樹脂層30の上面に埋設された第3の配線層31〜37と、第3の樹脂層30を貫通し、第2の配線層22,26及び第3の配線層32,36にそれぞれ接合された第2のビア38,39を備える。
【0052】
第4の基材4は、第3の樹脂層30上に配置された第4の樹脂層40と、第4の樹脂層40の上面に埋設された第4の配線層41〜47と、第4の樹脂層40を貫通し、第4の配線層42,46及び第3の配線層32,36にそれぞれ接合された第3のビア48,49を備える。
【0053】
第1のビア28,29と第1の配線層12,16及び第2の配線層22,26との間、第2のビア38,39と第2の配線層22,26及び第3の配線層32,36の間、並びに第3のビア48,49と第3の配線層32,36及び第4の配線層42,46の間には合金層(金属間化合物層)がそれぞれ形成され、互いに強固に接合されている。
【0054】
第1〜第4の樹脂層10,20,30,40としては、図1に示した樹脂層100と同様の材料が使用可能である。第1〜第4の樹脂層10,20,30,40は、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
【0055】
第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49は、焼結により完全に硬化した導電材料からなる。第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49の材料としては、図1に示したビア108,109と同様の材料が使用可能である。第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49は、層毎に同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。更に、第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49は、同一層内においても、同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
【0056】
第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47としては、図1に示した配線層101〜107と同様の材料が使用可能である。第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47は、層毎に同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。更に、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47は、同一層内においても、同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
【0057】
第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49及び第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47は、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
【0058】
本発明の実施の形態に係る配線板によれば、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47が第1〜第4の樹脂層10,20,30,40の上面に埋設されているので、良好な平坦性を維持することができる。
【0059】
(配線板の製造方法)
次に、本発明の実施の形態に係る配線板の製造方法の一例を説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり特に限定されるものではなく、種々の製造方法により製造することが可能である。
【0060】
(イ)図9に示すように、第1〜第4の基材1〜4を用意する。第1の基材1は、図2〜図6に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。第2〜第4の基材2〜4は、図2〜図8に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。画像認識機能付きのアライメント装置等により、第1〜第4の基材1〜4を位置あわせし、積層する。
【0061】
(ロ)真空加熱圧着装置等を用いて、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40の軟化温度以上の温度(例えば240℃〜300℃程度)で加熱して第1〜第4の樹脂層10,20,30,40を軟化させ、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40の接着力を利用して第1〜第4の基材1〜4を積層方向に圧着するとともに、半硬化状態の第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49を硬化させる。第1〜第4の樹脂層10,20,30,40が熱硬化性樹脂からなる場合、熱硬化性樹脂と半硬化状態の導電材料が完全に硬化するまで加熱圧着し続けても良く、又は熱硬化性樹脂が軟化し第1〜第4の基材1〜4同士が接着する状態になったら冷却し、別途オーブンにて熱硬化性樹脂と半硬化状態の導電材料とを完全に硬化させても良い。一方、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40が熱可塑性樹脂からなる場合、半硬化状態の導電材料が完全に硬化するまで加熱圧着し続けても良く、又は熱可塑性樹脂が軟化し第1〜第4の基材1〜4同士が接着する状態になったら冷却し、別途オーブンにて半硬化状態の導電材料を完全に硬化させても良い。この結果、図8に示した配線板が得られる。
【0062】
本発明の実施の形態に係る配線板の製造方法によれば、半硬化状態の第1のビア28,29、第2のビア38,39及び第3のビア48,49を、第1の配線層12,16、第2の配線層22,26、第3の配線層32,36及び第4の配線層42,46とそれぞれ接触させて硬化させるので、第1のビア28,29と第1の配線層12,16及び第2の配線層22,26との間、第2のビア38,39と第2の配線層22,26及び第3の配線層32,36の間、並びに第3のビア48,49と第3の配線層32,36及び第4の配線層42,46の間をそれぞれ強固に接合することができる。
【0063】
更に、一括積層法により複数(第1〜第4)の基材1〜4を積層するので、1回の熱履歴で済む。このため、ビルドアップ工法により一層ずつ積層した場合と比較して下層の変形を抑制することができる。特に、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40が熱可塑性樹脂の場合に、下層から順次歪むことを防止できるので有効である。
【0064】
更に、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40として熱可塑性樹脂や半硬化状態の熱硬化性樹脂等の接着機能を有する材料を使用するので、別途接着剤を使うことなく多層化が可能となる。
【0065】
更に、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47と第1のビア28,29、第2のビア38,39及び第3のビア48,49とを別途形成しているので、それぞれの材料に応じて、互いに独立した加熱温度で焼結し硬化させることができる。例えば、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47を焼結し硬化させるときの温度が、第1のビア28,29、第2のビア38,39及び第3のビア48,49を焼結し硬化させるときの温度より高温でも良く、又は低温でも良い。
【0066】
(第1の変形例)
本発明の実施の形態の第1の変形例として、基材の製造方法の他の一例を説明する。
【0067】
(イ)図2〜図7に示した工程と同様の工程を経て、図7に示した片面回路である基材を用意する。引き続き、図10に示すように基材の配線層101〜107が設けられた面と反対側の面にマスク層60を形成する。マスク層60としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが使用可能であり、これを熱ラミネートで貼り付ける。
【0068】
(ロ)レーザーによりマスク層60及び樹脂層100の一部を除去する。この結果、マスク層60及び樹脂層100を貫通し、配線層102,106まで達する開口部68,69が形成される。
【0069】
(ハ)その後、スクリーン印刷を行い、マスク層60をマスクとして用い、スキージ59を用いて導電性ペースト等の導電材料58を開口部68,69に充填する。この結果、図11に示すように半硬化状態のビア108,109が形成される。ビア108,109の露出した上面は、マスク層60の上面の高さと略一致する。
【0070】
(ニ)その後、図11に示したマスク層60を図12に示すように除去する。この結果、樹脂層100の上面からビア108,109の先端が突出する。
【0071】
本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基材の製造方法によれば、導電性ペーストの直接印刷の代わりにスクリーン印刷を行うことにより、樹脂層100の上面からビア108,109の先端が突出した基材を作製することができる。ビア108,109の先端が突出しているので、複数の基材の加熱圧着時にビア108,109と下層の基材の配線層との接触を確実にし、ビア108,109の接続信頼性を向上させることができる。
【0072】
更に、図10に示すように樹脂層100の上面をマスク層60でマスクして導電性ペーストを充填するので、樹脂層100の上面に対する導電性ペーストによる汚染を防止することが可能となる。
【0073】
なお、インクジェット工法では、スクリーン印刷のようにマスクを使用せずに直接ビア108,109を形成することもできる。
【0074】
(第2の変形例)
本発明の実施の形態の第2の変形例として、配線板の他の一例を説明する。本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板は、図13に示すように、第1の基材7として、フレキシブルプリント基板(FPC)の片面基板を用いている点が、図8に示した配線板と異なる。第1の基材7は、第1の樹脂層70と、第1の樹脂層70の上面に配置された第1の配線層71〜74と、第1の樹脂層70の下面に配置された下層配線層75〜77とを備える。第1の配線層71,74は、第1のビア28,29にそれぞれ接合されている。下層配線層75,77は、第1の樹脂層70の開口部を介して延伸し第1の配線層71,74にそれぞれ接合されている。他の構成は、図8に示した配線板と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
【0075】
本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板によれば、FPCである第1の基材7の片面側を多層化することもできる。
【0076】
本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板は、図14に示すように、第1の基材7及び第2〜第4の基材2〜4を用意する。第1の基材7は、通常のFPCの作製方法により作製可能である。第2〜第4の基材2〜4は、図2〜図8に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。画像認識機能付きのアライメント装置等により、第1の基材7及び第2〜第4の基材2〜4を位置あわせし、図9に示した工程と同様に一括積層することで製造することが可能である。
【0077】
(第3の変形例)
本発明の実施の形態の第3の変形例として、配線板の他の一例を説明する。本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板は、図15に示すように、FPCである第1の基材7の下面に第5の基材8が更に配置されている点が、図13に示した配線板と異なる。第5の基材8は、第5の樹脂層80と、第5の樹脂層80の下面に埋設された第5の配線層81〜85と、下層配線層76及び第5の配線層83に接合された第4のビア86を備える。他の構成は、図13に示した配線板と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
【0078】
本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板によれば、FPCである第1の基材7の両面側を多層化することもできる。
【0079】
本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板は、図16に示すように、第1の基材7、第2〜第4の基材2〜4及び第5の基材8を用意する。第1の基材7は、通常のFPCの作製方法により作製可能である。第2〜第4の基材2〜4及び第5の基材8は、図2〜図8に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。画像認識機能付きのアライメント装置等により、第1の基材7、第2〜第4の基材2〜4及び第5の基材8を位置あわせし、図9に示した工程と同様に一括積層することで製造することが可能である。
【0080】
(第4の変形例)
本発明の実施の形態の第4の変形例として、基材の他の一例を説明する。本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材は、図17に示すように、樹脂層100の下面に配置された接着層90を更に備える点が、図1に示した基材と異なる。接着層90の材料としては、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂からなるフィルムやワニス等が使用可能である。接着層90が接着機能を発揮できる温度(接着可能温度)は、ビア108,109の焼結温度以上であり、例えば100℃〜240℃程度である。
【0081】
樹脂層100の材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化前の半硬化状態の熱硬化性樹脂、又はポリオレフィン若しくは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂の他、接着機能を有さない熱硬化後の完全に硬化した熱硬化性樹脂も使用可能である。他の構成は、図1に示した基材と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
【0082】
本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材によれば、複数の基材を積層する際に、接着層90を介して基材間を接着するとともに、配線層102,106とビア108,109との間、及びビア108,109と下層の基材の配線層との間を強固に接合することができる。
【0083】
次に、本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明する。図2〜図5に示した工程と同様の工程を経ることにより、図18に示すように、片面回路である基材を作製する。図19に示すように、樹脂層100の下面に接着層90を形成する。図20に示すように、レーザー加工により、接着層90及び樹脂層100を貫通し、配線層102,106まで達する開口部68,69を形成する。その後、開口部68,69に導電性ペーストを充填することにより、半硬化状のビア108,109を形成することができ、図17に示した基材が完成する。
【0084】
(第5の変形例)
本発明の実施の形態の第5の変形例として、配線板の他の一例を説明する。本発明の実施の形態に係る配線板は、図21に示すように、第2〜第4の基材2〜4のそれぞれが、第1〜第3の接着層91〜93のそれぞれを更に備える点が、図8に示した配線板と異なる。第1の基材1は、図1に示した基材と実質的に同様であり、第2〜第4の基材2〜4は、図17に示した基材と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
【0085】
次に、本発明の実施の形態の第5の変形例に係る配線板の製造方法を説明する。図22に示すように、図2〜図5に示した工程と同様の工程を経ることにより、第1の基材1を形成する。また、図17に示した基材と同様の第2〜第4の基材2〜4を作製する。第1〜第4の基材1〜4の位置あわせを行い、積層する。第1〜第3の接着層91〜93の接着可能温度以上の温度(例えば100℃〜240℃程度)で加熱しながら第1〜第4の基材1〜4を第1〜第3の接着層91〜93をそれぞれ介して接着させるとともに、半硬化状態の第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49を硬化させる。
【0086】
本発明の実施の形態の第5の変形例によれば、第1〜第3の接着層91〜93の接着可能温度が、樹脂層100同士が貼り合わされる温度よりも低い場合には、樹脂層100同士が貼り合わされる温度よりも低い温度で圧着することができる。よって、接着層を用いず樹脂層100同士を貼りあわせる場合と比較して低温で積層することができ、歪みを抑制することが可能となる。
【0087】
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は実施の形態及び第1〜第5の変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0088】
例えば、複数の基材を多層化する際に、複数の基材のうち少なくとも1つが本発明の実施の形態に係る基材の構造を有していれば良い。
【0089】
また、本発明の実施の形態及び第1〜第5の変形例に係る構造、材料、配置及び製造方法等を相互に適用し、又は組み合わせることができる。
【0090】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【0091】
1,7…第1の基材
2…第2の基材
3…第3の基材
4…第4の基材
5…金型
8…第5の基材
10,70…第1の樹脂層
11〜17,71〜74…第1の配線層
20…第2の樹脂層
21〜27…第2の配線層
28,29…第1のビア
30…第3の樹脂層
31〜37…第3の配線層
38,39…第2のビア
40…第4の樹脂層
41〜47…第4の配線層
48,49…第3のビア
50…支持部
51〜57…凸部
58…導電材料
59…スキージ
60…マスク層
61〜67…凹部
68,69…開口部
75〜77…下層配線層
80…第5の樹脂層
81〜85…第5の配線層
86…第4のビア
90…接着層
91…第1の接着層
92…第2の接着層
93…第3の接着層
100…樹脂層
101〜107…配線層
108,109…ビア
110…余剰部分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂層と、
前記樹脂層の上面に埋設された配線層と、
前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、前記配線層に一端が接触し且つ前記樹脂層の下面から他端が露出した半硬化状態のビア
とを備えることを特徴とする基材。
【請求項2】
前記配線層の材料と前記ビアの材料とが異なることを特徴とする請求項1に記載の基材。
【請求項3】
前記配線層と前記ビアとの間に形成された合金層を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の基材。
【請求項4】
前記配線層の前記ビアと接合する表面の算術平均粗さが1μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の基材。
【請求項5】
前記樹脂層の下面に配置された接着層を更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の基材。
【請求項6】
複数の基材を積層した配線板であって、
前記複数の基材の少なくとも一つが、
樹脂層と、
前記樹脂層の上面に埋設された配線層と、
前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、前記配線層に一端が接合され、前記樹脂層の下面側に積層された他の基材の配線層に他端が接合されたビア
とを備えることを特徴とする配線板。
【請求項7】
前記複数の基材の間にそれぞれ配置された接着層を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の配線板。
【請求項8】
凸部を有する金型と樹脂層を用意する工程と、
前記凸部を前記樹脂層の上面に圧入し、前記樹脂層に凹部を形成する工程と、
前記金型を前記樹脂層から離型する工程と、
前記凹部に導電材料を充填及び焼結することにより前記樹脂層の上面に配線層を埋設する工程と、
前記樹脂層の下面に、前記配線層の一部が露出するように開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する工程
とを含むことを特徴とする基材の製造方法。
【請求項9】
前記半硬化状態の導電材料を充填する工程は、前記樹脂層の下面から前記導電材料の先端を突出させることを含むことを特徴とする請求項8に記載の基材の製造方法。
【請求項10】
前記配線層を埋設する工程において前記導電材料の余剰部分が形成された場合、前記配線層を埋設する工程の後に、前記余剰部分を除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の基材の製造方法。
【請求項11】
凸部を有する金型と樹脂層を用意する段階と、前記凸部を前記樹脂層の上面に圧入し、前記樹脂層に凹部を形成する段階と、前記金型を前記樹脂層から離型する段階と、前記凹部に導電材料を充填及び焼結することにより前記樹脂層の上面に配線層を埋設する段階と、前記樹脂層の下面に、前記配線層の一部が露出するように開口部を形成する段階と、前記開口部に、前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する段階により、基材を作製する工程と、
前記基材を少なくとも一つ含む複数の基材を積層する工程と、
前記軟化温度以上の温度で前記複数の基材を加熱しながら前記複数の基材を圧着するとともに、前記半硬化状態のビアを硬化させ、前記配線層と接合させる工程
とを含むことを特徴とする配線板の製造方法。
【請求項12】
前記複数の基材を圧着する工程は、前記配線層と前記ビアとの間に合金層を形成することを含むことを特徴とする請求項11に記載の配線板の製造方法。
【請求項13】
前記配線層を埋設する工程と、前記開口部を形成する工程の間に、前記樹脂層の下面に接着層を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項11又は12に記載の配線板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【公開番号】特開2012−169486(P2012−169486A)
【公開日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−29899(P2011−29899)
【出願日】平成23年2月15日(2011.2.15)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】